XX隧道开挖工艺试验施工方案Word下载.docx
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5.1施工机械
试验段施工机械数量见下表。
工艺试验主要施工机械数量表
序号
名称
规格型号
产地
数量
进场时间
备注
1
自制钻孔台架
自制
2014.3
2
风动凿岩机
YT-28
沈阳
22
3
装载机
ZL50C
厦工
4
挖掘机
PC200
山东
5
自卸汽车
金王子250
山东重汽
6
锚杆注浆泵
NZ130A/1
辽宁
7
砼喷射机
TK500
成都
8
砼拌和站
HZS120、HZS90
9
砼运输车
JC8
湖北
2014.4
10
空压机
22m3
11
变压器
630KVA
江苏
12
发电机
250KW
上海
5.2人员配置
5.2.1管理人员组织情况
主要管理人员配置表
姓名
职称
职务
教授级高级工程师
项目经理
高级工程师
项目总工
安全总监
工程师
工程部长
质检工程师
安质部长
分部经理
分部总工
安全工程师
分部安全总监
工程师
分部试验室副主任
分部工程部长
分部安质部长
5.2.2工班人员组织情况
工艺试验工班人员配置表
工班名称
人数(人)
担负主要任务
掘进组
20
钻眼、装药、爆破等
运输组
出碴、运输、调度、维修、保养等
综合保障组
风、水、电及其设备维修、保养,道路养护
钢构件加工组
各种钢构件加工
小计
45
6、计划节点安排
按照上、中、下台阶每台阶试验10~15个循环,XX隧道开挖工艺试验施工工期计划为18天,具体时间安排如下:
各试验部位工期安排表
试验部位
起止里程
工期安排
上台阶
XWD1K10+391-XWD1K10+400
2014.4.20~2014.4.27
依据铁建设[2010]120号文,V级围岩上台阶每循环进尺1榀,中下台阶每循环进尺2榀。
中台阶
XWD1K10+382-XWD1K10+400
2014.4.26~2014.5.3
下台阶
2014.5.1~2014.5.8
7、质量标准及关键技术
7.1采用控制爆破技术,选择合理的爆破参数,减小爆破对基岩的破坏程度。
7.2提高钻孔作业水平,对超欠挖进行严格控制。
7.3优化喷射混凝土配合比,减少粉尘及回弹量。
7.4优化工序之间的衔接,加强作业组织与协调,提高施工生产效率。
8、施工方法及工艺流程
8.1“三台阶法”施工工艺及方法
采用三台阶法进行开挖,三台阶法是将隧道断面分成上、中、下三大部分开挖。
(1)三台阶法施工方法
上中下断面先制作简易台架,均采用YT-28凿岩机湿式凿眼。
下部台阶开挖在上部台阶锚喷支护基本稳定后进行,开挖前采取设置锁脚锚杆等有效措施确保支护体系的稳定,下部开挖后立即喷射混凝土,并按规定做好初期支护。
每循环进尺0.6m。
上中下断面采用塑料导爆管毫秒雷管微差起爆,爆破后上半断面采用挖掘机扒碴入下半断面,再用侧卸式装载机装碴,自卸汽车运碴的无轨运输方式运至指定弃砟场。
施工工序:
(1)在上一循环的超前支护防护下,弱爆破开挖第1部分,施作第1部分周边的初期支护:
初喷4cm厚的C25混凝土,铺φ8钢筋网,架立I16工字钢钢架或格栅钢架,间距1m,焊接Φ22纵向连接筋,间距1m,每榀设2根4m长的φ42锁脚锚管,并采用”L”形Φ22钢筋与钢架焊接牢固,钻设3m长的D25中空注浆锚杆(间距1m×
1m),复喷混凝土至设计厚度;
台阶长度保持在3~5m。
(2)弱爆破开挖第2部分。
施作第2部分周边的初期支护:
初喷4cm厚的C25混凝土,铺φ8钢筋网,架立I16工字钢钢架或格栅钢架(设锁脚锚管),焊接Φ22纵向连接筋,间距1m,钻设3m长的D25中空注浆锚杆,复喷混凝土至设计厚度;
(3)弱爆破开挖第3部分,施作第3部分边墙初期支护,即初4cm厚的C25混凝土,铺φ8钢筋网,架立I16工字钢钢架或格栅钢架(设锁脚锚管),焊接Φ22纵向连接筋,间距1m,钻设3m长的Φ22砂浆锚杆,复喷混凝土至设计厚度;
台阶长度保持在8~10m。
(4)开挖Ⅳ部,施作隧底初期支护(施工步骤除无锚杆外,其他同1、2、3部),开挖长度为2~3m。
根据铁建设[120]号文,Ⅳ、Ⅴ级围岩封闭成环位置距离掌子面不得大于35m。
(5)灌注Ⅳ仰拱与边墙基础;
待仰拱初凝后,灌注仰拱填充Ⅴ部至设计高度;
仰拱一次性浇注长度为4~6m。
(6)根据监控量测分析,确定二次衬砌施作时机,铺设环+纵向透水盲沟、防水板+土工布,利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅵ部(拱墙)衬砌。
二次衬砌距离掌子面距离:
Ⅳ级围岩不得大于90m,Ⅴ级围岩不得大于70m。
施作仰拱初支,闭合成环
三台阶法施工工艺流程图
施工注意事项:
①隧道施工应坚持"
弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测"
的原则。
尽可能减少洞口段的爆破振动,若必须采用爆破,则应采用弱爆破。
爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
②工序变化处之钢架(或临时钢架)应设锁脚锚管,且必须对锁脚锚管进行注浆,以确保钢架基础稳定,下台阶安全,防止塌方。
③钢架之间纵向连接筋按要求设置,及时施作并连接牢固。
④复合式衬砌在施工时,须按有关规范及参考图的要求,进行监控量测,根据监控量测的结果进行分析,确定灌注二次衬砌的时机及时调整支护参数,必要时可喷混凝土封闭掌子面。
8.2爆破设计
8.2.1爆破参数
(1)炮孔直径d
主要考虑断面大小、炸药性能和钻孔速度来确定炮孔直径。
目前我国多用35~45mm的炮孔直径。
在具体岩石、隧道断面、炸药、孔深、钻孔设备条件下,选择最佳炮孔直径,使掘进所需钻爆和装岩总工时为最小。
本隧道使用的是乳化炸药,周边眼、辅助眼和掏槽眼炮孔直径均为d=42mm。
本项目采用YT-28凿岩机。
(2)装药直径
根据炸药性质及现场施工需要,掏槽眼及辅助眼药卷直径=32mm,重0.15kg,炮眼直径=42mm,采用光面爆破,确保围岩稳定。
(3)炮孔深度L
炮孔深度是决定掘进进度的重要因素。
采用浅孔多循环还是深孔少循环,要根据具体条件进行具体分析,特别是围岩条件、爆破环境和允许装药量等。
根据现场实际情况,遵循“短进尺、弱爆破”的施工原则,Ⅴ级围岩炮眼深度掏槽眼为1.1米,辅助眼0.8米、周边眼为0.8米,考虑爆破效率100%,每循环进尺为0.6m。
(4)炮孔数目
炮孔数目主要同隧道断面面积、岩石性质及炸药性能等因素有关,可按下式估算
=3.3×
(6×
57×
57)1/3=88.8
本隧道Ⅴ级围岩炮眼数目N取89个。
式中,
为炮孔数目;
为岩石坚固性系数;
为隧道断面面积。
XX隧道Ⅴ级围岩炮孔数量表
围岩等级
岩石坚固系数
断面面积
炮眼数
Ⅴ级
57.0
89
注:
查表所得。
(5)单位耗药量
根据普氏公式计算,即
=1.1×
525×
(6/57)1/2/210=0.89kg/m3。
为隧道断面面积;
为修正系数,
,其中
为爆力。
(6)光面爆破设计
不耦合系数D:
光面爆破的不耦合系数为D=42/32=1.3。
炮孔间距E:
E=500mm。
最小抵抗线W:
W=600mm。
表1光面爆破参数
参数数值
岩石种类
装药不耦合参数D
周边眼间距
E(cm)
最小抵抗线V(cm)
相对距
E/V
周边眼装药集中度q(㎏/m)
硬岩
1.25~1.50
55~70
70~85
0.8~1.0
0.30~0.35
中硬岩
1.50~2.00
45~60
60~75
0.20~0.30
软岩
2.00~2.50
30~50
40~60
0.5~0.8
0.07~0.15
注:
①软岩隧道光面爆破的相对距宜取小值。
XX隧道Ⅴ级围岩开挖钻爆参数设计表
炮眼
眼深
m
眼数(个)
装药量
起爆雷管段别
装药结构
药卷(mm)
每孔装药量(kg)
小计(kg)
s上台阶
掏槽眼
1.1
连续
φ32×
150-3
0.45
2.7
辅助眼
0.8
150-1.5
0.225
2.025
3、5
周边眼
23
5.175
底板眼
150-2
0.3
1.5
小计
43
11.4
2.25
1、3、5
1.8
底眼
5.55
13
2.925
0.9
9、11
5.625
开挖面积
上台阶18.2m2中台阶13.6m2下台阶25.23m2
炮眼密度
1.56个/m2
单位用药量
1.04Kg/m3
炮眼利用率
100%
计划进尺
0.6m
8.2.2装药结构设计
掏槽眼、辅助眼、周边眼采用不耦合装药反向起爆装药结构,如图所示。
光爆炸药
装药结构图
8.2.3爆破网络设计
爆破采用簇并联导爆管起爆网络。
起爆网络由起爆器、导爆管、连接块和导爆管雷管等组成,如图所示。
导爆管
起爆网络示意图
8.2.4爆破参数的调整
对于不同的围岩地段,在开始施工前,根据初拟的钻爆设计进行钻爆试验,通过试验,一方面检验爆破设计是否合理,检验爆破振动对已支护段是否危害,二是对爆破效果进行检验,对达不到爆破效果的,对爆破参数进行优化,并将试验形成总结报告,送监理工程师、建设指挥部核批,作为正式钻爆的开挖依据,同时检验机号配备、劳力、组织循环作业安排是否合理,对施组进行优化。
隧道爆破参数现场记录表
工程名称:
XX隧道施工单位:
中铁十一局连盐铁路项目经理部
间距(cm)
最小抵抗线
深度(cm)
个数
掏槽位置
掏槽形式
8.3爆破施工组织和施工工艺
8.3.1施工组织
(1)管理组织机构设置
根据本工程沿线交通环境、工程特点和工程量分布情况,经理部设工程部、物设部、安质部、计划部、财务部、中心试验室、精测队及综合办公室。
项目经理部管理组织机构如下:
(2)部门职能
项目经理为经理部的总负责人,负责该项目的全面工作。
工程部负责整个工程的生产、进度、质量计划、试验、施工方案的编制等技术工作,以及施工质量检测、监督工作。
物设部负责材料的采购、贮存、运输、发放、机械设备的调度维修、保养等工作。
安质部负责项目的施工生产安全环保等工作。
计划部负责项目的成本预测、计量、变更索赔及施工计划安排。
财务部负责项目工程款支付、工程变更资金管理控制、成本核算工作。
办公室负责项目的后勤管理及项目的规章制度的制定工作。
为了安全、优质、按期完成本标段工程施工任务,保证安全落实到位,项目部组建安全领导小组机构。
爆破施工组织如图所示。
组长:
(经理)封明君chchenhongbin
副组长:
(总工)蒋晓光
(副经理)李俊发
计划部
郭新兵
财务部
谌彬
物设部
夏胜金
安质部
傅君碧
工程部
鲁文涛
安全员
王士兰
爆破员
刘配平
爆破技术曲晓强
开挖
杨良湘
二
队
李孔明
保管员
周兆武
陈湘群
一
周而泉
联起爆网路
8.3.2施工工艺
本项目爆破施工工艺如图所示。
工艺要求如上图。
8.3.2.1钻眼
钻眼作业应符合下列要求:
(1)炮眼的深度和斜率应符合钻爆设计。
(2)当采用手持凿岩机钻眼时,掏槽眼眼口间距和眼底间距的允许误差为±
5cm;
辅助眼眼口间距允许误差为±
10cm;
周边眼眼口位置允许误差为±
5cm,眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。
(3)当开挖面凹凸较大时,应按实际情况调整炮眼深度及装药量,使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。
(4)钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查并做好记录,对不符合要求的炮眼应重钻,经检查合格后方可装药。
(5)采用手持凿岩机凿眼,当凿眼高度超过2.5m时应配备与开挖断面相适应的作业台架进行凿眼;
钻孔作业应定人定岗,尤其是左右侧周边眼司钻工不宜变动。
提高光面爆破效果应采用下列技术措施:
(1)周边轮廓线的放样允许误差应为±
2cm。
(2)周边眼间距与抵抗线的相对距离要合理,通常减小周边眼间距,爆破后轮廓成形好。
(3)装药结构应均匀分布,眼底可相对加强一些。
(4)周边眼开眼位置视围岩软硬稍作调整:
硬岩在轮廓线上;
软岩可向内偏移5~10cm。
(5)尽量减小周边眼外插角的角度,孔深小于3m时外插角的允许斜率宜为孔深的±
5%;
外插角的方向应与该点轮廓线的法线方向相一致。
并应根据不同的炮眼深度,适当调整斜率。
8.3.2.2装药
装药作业应符合下列要求:
(1)爆破工装药前,应与班组长、领工员对装药开挖工作面附近及炮眼等进行全面检查,对检查出的问题及时处理。
(2)炮眼内岩粉应清理干净。
(3)炮眼缩孔、坍塌或有裂缝时不得装药。
(4)装药作业与钻孔作业不能在同一开挖工作面进行。
装药结构应符合下列规定:
(1)周边眼装药结构采用小直径连续装药。
(2)为提高炸药的能量和爆破效果,采用反向装药结构。
装药作业应符合下列规定:
(1)清孔:
装药前,采用掏勺或压缩空气吹眼器清除炮眼内的岩粉、积水,防止堵塞,使用压缩空气吹眼器时应避免炮眼内飞出的岩粉、岩块等杂物伤人。
(2)验孔:
炮眼清理完成后,应采用炮棍检查炮眼深度、角度、方向和炮眼内部情况。
发现炮眼不符合要求的,及时处理。
(3)装药方法:
验孔完成后,爆破工必须按作业规程、爆破设计规定的炮眼装药量、起爆段位进行装药。
装药时要一手抓住雷管的脚线,另一手用木质或竹质炮棍将放在眼口处的药卷轻轻的推入炮眼底,使炮眼内各药卷间彼此密接,推入时,用力要均匀。
(4)反向装药起爆药卷首先装入,起爆药卷和所有的药卷的聚能穴朝向眼外。
(5)堵孔炮泥应满足下列要求:
所有装药的炮眼应采用炮泥堵塞,不得用炸药的包装材料等代替炮泥堵塞。
1)最初填塞的炮泥应慢慢用力,轻捣压实,以后各段炮泥应依次用力一一捣实。
2)浅孔宜将余孔全部堵塞。
8.3.2.3爆破警戒
在放炮前15分钟发出信号要求人员、设备撤离,警戒人员清场后到指定位置警戒。
每个位置要定员、定岗。
安全距离确定为200m,200m内人员设备必须撤离,警戒信号为哨声和手持扩音器。
警戒信号
第一次信号:
预告信号。
提前15分钟发出,所有人员、设备全部撤离。
第二次信号:
起爆信号。
确认人员、设备撤离完毕,爆破指挥得到各警戒点可起爆信号。
具备安全起爆条件爆破指挥方准发出起爆信号,据此信号爆破员方可起爆。
第三次信号:
解除信号。
每次爆破后经检查无误后由爆破指挥发出解除信号。
每次爆破后,爆破员等待时间过后进入爆区进行安全检查,发现盲炮等情况,按安全规程和有关操作细则进行处理,确认无误后方可开挖装运工作。
8.3.2.4连线和起爆
连线起爆作业应符合下列规定:
(1)每次起爆前,爆破员必须仔细检查起爆网络。
(2)在同一开挖断面上,起爆顺序应由内向外逐层起爆。
(3)延发时间一般应采用孔内控制。
(4)放炮员必须最后离开爆破地点,并必须在有掩护的安全地点进行起爆。
(5)爆破前,确认无误后,方准下达起爆命令。
放炮员接到起爆命令后,必须先发出爆破警号,至少等5s,方可起爆。
(6)爆破后,应检查爆破效果,及时处理一切危炮。
8.3.2.5盲炮和补炮
(1)经检查确认爆破网络完好时,可重新起爆;
(2)可打平行炮孔装药爆破,平行孔距盲炮不应小于0.3m。
(3)用木、竹和其他不产生火花的材料制成的工具,轻轻的将炮孔内的填塞物掏出,用药包诱爆。
(4)在安全地点远距离操纵的风水喷管吹出盲炮填塞物及炸药,并采取措施回收雷管。
8.3.2.6除尘
洞口段采用自然通风排烟、除尘,爆破后至少15分钟后,待隧道内炮烟消散后才可进入。
8.3.2.7掌子面排险
待排烟完成后,利用挖掘机对掌子面的危石、爆破的岩层进行排险、清理,然后利用装载机将开挖台车运至掌子面就位。
人工在开挖台车下对松动的岩层进行清理,达到排险的目的。
8.4支护施工方法及工艺流程
隧道支护主要包括超前预支护、初期支护,初期支护主要为“锚+网+喷”。
8.4.1喷射混凝土施工
补喷混凝土
(1)喷射混凝土施工工艺流程图
(2)喷射混凝土拌制
①喷射混凝土拌制生产的各种原材料(水泥、外加剂、砂、碎石、水、外掺料等)必须满足设计及规范要求。
②现场施工必须坚持“随拌随用”的原则进行生产,并且采用HSZ50型拌和机进行拌制。
③喷射混凝土材料计量严格按照根据设计配合比调整的施工配合比进行,现场计量允许误差为:
水泥与外加剂计量误差≤2%、砂与碎石计量误差≤5%。
(3)喷射混凝土作业
①爆破开挖后,现场应立即组织喷射混凝土作业,以便及时封闭岩面,控制围岩松动变形,以保证施工安全。
②在喷射混凝土之前,施工人员必须利用高压风或高压水将岩壁面的粉尘和杂物冲洗干净,以确保喷射混凝土层与岩面密贴、防止夹层和离鼓现象的产生。
③喷射混凝土作业过程中,如若发现松动石块或遮挡喷射混凝土的物体时,现场施工人员必须及时将其清除,以保证施工安全和质量。
④喷射混凝土作业应分段、分片自下而上顺序进行。
每次喷射混凝土作业分段长度为5m,以方便现场施工质量检查。
⑤喷射混凝土作业应分层进行,后一层喷射应在前一层喷射混凝土终凝后进行。
若终凝后间隔1h以上且初喷面已附上粉尘时,现场施工人员必须利用高压风或高压水对受喷面进行清洗,以确保喷射混凝土层与层之间结合密贴。
⑥现场喷射混凝土作业过程中,应加强回弹率的控制,减少喷射混凝土回弹率;
喷射混凝
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